封闭电池和封闭件制造技术

一种紧密密封的电池，当其内部压力由于短路、过充电、反向充电等已经升高时，允许立即释放内部压力，并且同时切断电流，以有效地防止温度升高或电池的爆炸，并且由此保证电池的安全性和可靠性。该电池的特征在于：一个缝隙（３）形成在一个阀元件（５）的周缘与一个金属基片（１）之间，从而当电池的内部压力已经升高时，阀元件（５）与一层金属箔（２）一起能平稳地离开铰支在弯曲支点部分（４）上的基片（１）升高，以通过断开引线（６）或脱开引线（６）的钎接部分（８）而必定切断电流，其特征还在于：堵塞绕个阀元件（５）形成的缝隙（３）的金属箔（２）在规定压力下稳定和准确地破裂，以打开一个贯穿的阀开口部分（７），由此把电池内的气体释放到外面，而防止电池爆炸。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种当电池温度或内部压力升高时在规定压力下，特别是在低压下，能够破裂以迅速释放内部压力、且同时中断电流的电池，并且涉及一种用在该封闭电池中的封闭件。最近，随着对尺寸小、重量轻及性能高的电子装置的需要的增大，具有高能密度的无水电池的使用已经变得很普遍。使用诸如锂、钠、或钾之类的碱性金属作为其负极活性材料的电池，采用完全封闭结构的电池外壳，因为碱性金属容易与水反应。这样一种完全封闭电池具有可储存的优点，但相反，其高密封性有时会引起电池本身的破裂，这归因于在其中电池暴露于高温、或短路形成在电池内部或外部而引起大电流流动、或由于在其生产过程中渗入的水污染造成在电池中产生氢气的情况下其内部压力的异常升高。在这样一种情况下，装有这样一种破裂电池的装置将损坏，况且损坏的装置和电池可能有伤害用户的危险。因而，在电池内部压力增大到这样高的程度之前，应该需要某种压力释放机构。至今，已经提出了几种用来释放电池内部压力的方法，并且他们的一些已经用在实际中。例如，日本公开出版物HEI 2-304861公开了一种用于电池的安全阀，该安全阀包括一个提供在电池外壳的一部分处、且带有一个与电池内部连通的阀通孔和一个与外部连通的出口的阀体，该阀体包括一个阀件，至少其相对着阀通孔的表面由橡胶制成；和一个弹性件，用来把阀件的上述橡胶表面推到阀通孔。该安全阀通过用橡胶制成的阀件封闭阀通孔来保持电池的可密封性，并且通过当内部压力升高到为弹性件规定的压力时使阀通孔打开，防止电池内部压力升高超过规定压力。这样一种常规安全阀已经广泛用在Ni-Cd型电池中。然而，在采用碱性金属作为负极的活性材料的无水电池中还没有使用过，因为即使弹性件把阀件压到阀通孔由此封闭电池，也不可能得到无水电池所要求的那样高的可密封性。在日本公开出版物SHO 63-285859中公开了用来释放要求高可密封性的电池的内部压力的方法之一。在该方法中，电池的外壳在其壳壁的一部分处带有一个减薄的部分。该减薄部分通过使用压力装置冷轧外壳的板形成，直到板轧制部分的厚度成为其初始厚度的一半。因而，就该薄壁部分而论，电池具有良好的可密封性，因为薄壁部分仅从外壳连续壁的一部分转化而来。在日本公开出版物HEI-6-215760中公开了另一种该类型的压力释放机构。该释放机构包括一个阀隔膜，装配在带有一个底部的电池的圆柱形外壳的开口端，并且布置在电池的电极元件上方；和一根用来中断电流的引线，布置在阀隔膜上方。在该结构中，当电池的内部压力升高时，阀隔膜膨胀，断开用来中断电流的引线以切断电流。根据日本公开出版物SHO-63-285859中公开的方法，必须得到外壳的薄壁部分，从而减薄部分能在较低压力下破裂。然而，当壳壁部分制得太薄时，可能在压制成形期间形成细微或微小的裂缝，因而损害电池外壳的可密封性。而且，当金属通过冷加工处理时，他们不可避免地加工硬化。然而，金属的硬化不总是均匀地出现，并因此引起不能正常控制用于这种压力释放机构的操作压力的问题。已经进一步提出了一种用来减薄电池外壳的一部分壳壁的半蚀刻方法。控制蚀刻之后的减薄部分的剩余厚度极为困难，并且也难以得到良好的产品。另一个问题是半蚀刻部分不能免除针孔的形成，并因此需要检查所有的产品。另一方面，根据在日本公开出版物HEI-6-215760中所公开的方法，必须准确地控制形成在引线中的切开部分的深度。鉴于其工作过程，这是一个严重的问题。另一个问题是电流在规定压力下不能可靠地断开。为了解决上述的常规缺陷，本专利技术的一个目的在于提供一种包括一个阀片的封闭电池，该阀片在规定压力下，特别是在低压下，能稳定和准确地破裂，从而释放其内部压力，并且该阀片能容易地制造，并且本专利技术的目的还在于提供一种用在所述密封电池中的封闭件。本专利技术提供一种封闭电池，该电池包括一个电极元件，包括一根正电极、一根负电极、和一块隔板；一种电解质；一个电池外壳，容纳所述电极元件以及所述电解质；及一个封闭件，装配在所述电池外壳的一个开口端部的内周缘中，以封闭电池外壳的开口端部，其中所述封闭件包括一个金属基片；一个阀元件，其带有一个在所述金属基片中的缝隙，以便用作释放片，从而当电池的内部压力升高时，阀元件从一个弯曲支点弯曲，以便给金属基片提供一个用来释放内部压力的开口部分；及一层金属箔，粘附到金属基片的内表面上，其中所述阀元件由一个具有宽度的缝隙限定，换句话说，缝隙形成在阀元件圆周与金属基片之间，并且阀元件的中心对于金属基片的中心是偏心的。本专利技术还提供一个用在所述封闭电池中的封闭件。根据本专利技术，当电池的内部压力由于短路、过充电、反向充电等升高时，一个阀片操作，以变形其本身和推动与升起阀元件，该阀片包括一个金属基片，其中提供一个用来释放电池内部压力的阀元件；和一层金属箔，具有均匀和准确的厚度，并且安置在金属基片的上方，以便封闭一个通常用阀元件封闭的通孔。这时，由于阀元件对于金属基片偏心地形成，所以他们之间的缝隙允许具有较宽的宽度，这便于阀片V的操作。当阀片电气脱开、且内部压力达到规定压力时，阀元件由于这种宽缝隙的形成而平稳地升高，并且金属箔稳定和准确地破裂以排放电池的内部气体，从而能预先防止内部温度的突然升高和电池的爆炸。现在结合参照附图的最佳实施例和例子，解释本专利技术。附图说明图1是竖直剖视图，表示根据本专利技术的完整封闭电池的上部。图2是平面视图，表示根据本专利技术的阀片。图3是沿图2中的Y-Y取出的剖视图。图4是说明性视图，表示在异常情况下阀片的操作方式。图5是另一张说明性视图，表示在异常情况下阀片的操作方式。图6是平面视图，表示根据本专利技术的阀片的另一个实施例。1金属基片2金属箔3缝隙4弯曲支点部分5阀元件6引线7阀开口部分8钎接部分C1阀元件的中心C2阀开口部分的中心图1是竖直剖视图，表示本专利技术的完全封闭的电池的上部。图2是平面视图，表示本专利技术的封闭电池的一个阀片。图3是竖直剖视图，表示上述阀片。图4和图5是说明性视图，表示在异常情况下阀片的操作方式。图6是平面视图，表示阀片的另一个实施例。在图1中，一个带有一个用作负电极终端的底部的圆柱形电池外壳30，容纳一个电极元件32以及与外部隔离的电解质。电极元件32由盘绕叠层组成，包括一个正极32a、一个隔板32b、及一个通过隔板32b相对着正极32a布置的负极32c。一个带有用作爆炸防止机构的通孔0和0且同时作为正极终端的封闭端盖33，通过经一个绝缘垫圈34嵌入外壳30的上开口端部而装配。在电极元件32上方，布置有一个盘状内端盖37，并且在内端盖37的中央部分处提供有一个大直径的气体释放孔35。在内端盖37与封闭端盖33之间，提供一个形成用来包围电极元件和其他件的封闭件的阀片V。阀片V的周缘36与封闭端盖33的周缘33a相接触。这些周缘36和33a通过经一个绝缘垫圈40嵌接在内端盖37的周缘37a中固定。一根引线6通过一种适当的方法，连接到阀片V的内表面上，阀片V用作用来封闭电池的上开口端部的封闭件。引线6延伸到电极元件32的正极32a。如图2和图3中所示，阀片V在平面视图中基本上是圆形的，并且包括一个具有圆形形状的金属基片1、和一层粘附到金属基片1的内表面上的金属箔2。作为金属基片1的材料，可以使用从包括钢板、不锈钢板、铜板、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭电池，包括：一个电极元件，包括一根正电极、一根负电极、和一块隔板；一种电解质；一个电池外壳，容纳所述电极元件以及所述电解质；及一个封闭件，装配在所述电池外壳的一个开口端部的内周缘中，以封闭电池外壳的开口端部，其中所述封闭件包括：一个金属基片；一个阀元件，在所述金属基片中提供有一个缝隙，以便用作释放片，从而当电池的内部压力升高时，阀元件从一个弯曲支点弯曲，以便给金属基片提供一个用来释放内部压力的开口部分；及一层金属箔，粘附到金属基片的内表面上，其中所述阀元件带有一个在其圆周与所述金属基片之间的缝隙，并且所述阀元件的中心相对于所述金属基片的中心偏心。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高田昭良，西条谨二，吉田一雄，好本信行，礒部刚彦，
申请(专利权)人：东洋钢钣株式会社，福田金属箔粉工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]